CN1905421A - 一种无线通信系统的功率检测方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种无线通信系统的功率检测方法和装置，方法为：产生与多载波发射信号中某一载波对应的本振信号，与多载波发射信号变频，得到多载波的中频信号，通过滤波、放大后再通过窄带射频声表输出单载波信号；单载波信号通过中频处理、检波处理后输出检波电压；再进行AD采样、存储，根据采样数据判断得出的信号类型，计算出功率查询值，并最终获得该一载波对应的信道功率。装置包括载波分离电路，均方根功率检波电路，和数字处理系统。本发明对CDMA功率检测装置不需升级就可顺利过渡，对时分系统的检测不需时钟同步处理，简化了电路。对多载波的总功率检测避免了混合信号直接检波时可能出现的波形不确定性。

Description

一种无线通信系统的功率检测方法和装置
技术领域
本发明涉及一种无线通信基站前向链路的功率检测，尤其是CDMA(码分多址)系统演进过程中基站前向链路的功率检测。
背景技术
根据现有的无线通讯知识知道，功率定标是基站系统要实现的一个重要功能，而对基站前向发射功率进行精确检测是实现功率定标的前提。CDMA技术经历了IS-95后，现正处于由CDMA2000 1x向1xEV-DO发展的阶段。根据目前CDMA技术平滑过渡的发展需要，要求功率检测技术既要适用于CDMA2000 1x系统，又要适用于1xEV-DO系统，既要满足单载波功率检测的需求，也要满足多载波功率检测的需求。由协议我们知道CDMA2000 1x和1xEV-DO两种标准的前向链路存在很多不同，CDMA2000 1x系统前向链路是码分信道，而1xEV-DO系统前向链路设计为时分复用(TDM)CDMA信道。在实际应用中这两个系统既可能单独出现，也有可能以混合形式出现。可见，兼容多载波的码分(CDMA2000 1x)和时分(1xEV-DO)系统的功率检测方法就成为了功率定标的一个重要环节。
无线通讯功率检测领域的现有技术主要单独针对单载波的码分信道或者单载波的时分信道的功率检测，且针对时分系统的检测往往需要同步时钟信号。尚无检索到能够兼容多载波码分和时分无线通信系统的功率检测的相关专利。
发明内容
本发明要解决的技术问题是，提供一种兼容多载波码分和时分无线通信系统的功率检测方法和装置，可以完全兼容多载波码分和时分两种标准，适用于单载波和多载波系统。
本发明的无线通信系统的功率检测方法，包括以下步骤：
1)产生与多载波发射信号中某一载波对应的本振信号，与多载波发射信号变频，得到多载波的中频信号；
2)该中频信号通过滤波、放大后再通过窄带射频声表输出单载波中频信号；
3)该单载波中频信号通过中频处理、检波处理后输出检波电压；
4)该检波电压进行AD采样、存储，根据采样数据判断得出的信号类型，计算出功率查询值，并最终获得该一载波对应的信道功率。
本发明中判断得出信号类型具体指：统计出预定时间内采样值的峰值、均值信息，与设定的门限(该门限由空中接口协议决定，根据实际电路修正)比较从而判断信号类型。
获得该载波对应的信道功率具体指：根据计算的功率查询值，从事先固化在存储器中的功率表中查询出该一载波对应的信道功率。
固化在存储器中的功率表，是事先在CDMA2000 1x或者1xEV-DO激励条件下获得的。
计算功率查询值的方法具体指：对于CDMA2000 1x信号，采用直接求均值的方法；对于1xEV-DO信号，可采用先抛弃最值，然后保留大于门限的采样值，最后求均值的方法。
用上述方法可以获取第N载波的信道功率。若需查询总功率，可以用相同的方法得到各载波的信道功率，通过叠加每个载波的信道功率得出总功率。
本发明的无线通信系统的功率检测的装置包括下几部分：
a)载波分离电路，用于实现载波分离，具体包括：锁相环电路模块，用于提供本振信号；变频模块，用于接收射频信号，并做变频处理；以及中频处理模块，用于滤出所需检测的单载波信号，抑制带外信号；
b)均方根功率检波电路，用于输出有码分和时分特征的检波信号；
c)数字处理系统，包括：AD采样模块，用于采样检波电压；存储器，用于存储功率表；以及单片机系统，用于对采样数据进行处理、计算和查询、比较，以及控制所述锁相环输出频率。
其中，所述单片机系统包括一控制单元，用于控制AD采样模块在预定时间内采样检波电压；还包括一计算单元，用于根据采样数据判断得出的信号类型，计算功率查询值，并最终获得该载波对应的信道功率。
其中，a)部分电路保证了载波分离，使多载波功率检测成为可能。b)和c)使得该功率检测方法可以兼容码分和时分系统。
采用本发明所述方法和装置，由于采取了载波分离和兼容码分、时分系统的功率检测技术措施，使得CDMA在演进过程中，功率检测装置不需升级就可顺利过渡，大大节约了研发时间和成本。时分系统的检测不需时钟同步处理，简化了电路。多载波的总功率检测采用每载波按顺序分离、检测，然后叠加计算的方法，避免了混合信号(CDMA2000 1x和1xEV-DO混合)直接检波时可能出现的波形不确定性。此外，本发明很大程度上消除了CDMA无线通讯系统中峰均比对功率检测精度造成的影响，在中频处理模块中加入温度补偿、在算法中加入频率补偿，提高了检测的精确度。依照本发明的方法以及装置，既可以用于多载波CDMA系统，也可以用于某些时分系统中。
附图说明
下面结合参考图形对本发明做进一步说明，其中
图1是本发明中的功率检测装置总体框图；
图2是本发明中的功率检测方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作详细的说明。
图1说明了本发明中的功率检测装置总体框图，本发明装置包括载波分离电路、均方根(RMS)功率检波电路(图中简称检波电路)、数字处理系统，其中，载波分离电路具体包括锁相环电路模块、变频模块和中频处理模块；数字处理系统具体包括AD采样模块、单片机系统(单片机系统包括一控制单元，用于控制AD采样模块在预定时间内采样检波电压；还包括一计算单元，用于根据采样数据判断得出的信号类型，计算功率查询值，并最终获得该载波对应的信道功率)、存贮器电路。多载波射频信号由外部源提供，锁相环模块输出一定功率的单频信号，与多载波射频信号在变频模块中的混频器变频之后得到固定的中频(仍是多载波信号)，该中频信号通过中频处理模块的窄带声表，使得该载波对应的中频信号对相邻载波信号的抑制达到系统需求，该需求由系统对相邻载波泄漏造成的功率精度恶化容忍程度决定，如果精度要求高，则对相邻载波信号的抑制要求也高；然后输出为所需检测的单载波信号，该单载波信号经中频处理模块电路的滤波、温补、放大后通过RMS检波电路模块输出检波电压。在本发明所述的功率检测装置中，码分系统与时分系统的检波波形是完全不同的：对于码分(CDMA 2000 1x信号)的前向链路信号，检波输出电压基本为一直流信号，其幅值波动受信号的峰均比影响；对于时分(1xEV-DO)的前向链路信号，检波输出电压是占空比不同脉冲，当为1xEV-DO的空闲(Idle)状态时，占空比与控制信道速率有关，当为1xEV-DO的有效(Active)状态时，占空比与系统分配的用户时隙有关，特别地，当分配满时隙时检波器输出波形也是一直流电压。AD采样模块受控于单片机的控制单元，在于定时间内对检波电压进行采样，单片机系统对采样数据进行处理，通过计算单元计算出一个功率查询值，然后从事先已经固化功率表的存贮器(比如EEROM)中查询出该载波对应的信道功率。要检测不同的频点的载波，锁相环电路模块只需根据需检测的不同载波频点调整自身输出频率即可。依次检测多载波系统的每载波功率，由叠加即可得到多载波信号的总功率。固化在存贮器中的功率表，是事先在CDMA2000 1x或者1xEV-DO激励条件下获得的。
图2是本发明实施例所述的功率检测流程图。为了对第一载波信号进行功率检测，首先对锁相环进行配数，使锁相环工作在与多载波待测信号的第一载波信号对应的频点上，即使第一载波的中心频率＝锁相环输出频率±中频频率(锁相环采用高本振为“-”，采用低本振为“+”)，从而使待测信号经过载波分离电路后的第一载波信号能够被分离出来，在检波器输出端就输出带有码分或者时分特征的检波波形。然后单片机与AD转换器进行通讯，使之在一个固定的时间内(该固定时间由数字系统的处理速度决定，通常为ms级)按一定的速率(该速率和前面的时间对应)采样，并对采样数据进行存储、分析、计算。计算所得的值将与内部预置的门限比较，判断出待测信号的类型。根据不同的信号类型，分别采用不同的算法，得出一个功率查询值来获取该载波的功率值。具体计算方法如下：对于CDMA2000 1x信号可采用直接求均值的方法，1xEV-DO信号可采用先抛弃最值，然后保留大于门限的采样值，最后求均值的方法。以输入为多载波的1xEV-DO Idle信号为例详细说明，第一载波分离后，单板根据获取的采样值的峰值、均值、众数信息，与内部预置的门限比较判断为1xEV-DO信号，然后采用抛弃峰值、保留大于门限采样值然后求均值的方法求得第一载波的功率查询值。完成第一载波功率检测后，单板软件改变锁相环输出频率，对下一载波进行功率检测，直至最后一个载波完成功率检测。最后，对所有载波的功率进行叠加，从而获取多载波信号的总功率。

Claims (10)

1、一种无线通信系统的功率检测方法，包括以下步骤：
1)产生与多载波发射信号中某一载波对应的本振信号，与多载波发射信号变频，得到多载波的中频信号；
2)该中频信号通过滤波、放大后再通过窄带射频声表输出单载波中频信号；
3)该单载波中频信号通过中频处理、检波处理后输出检波电压；
4)该检波电压进行AD采样、存储，根据采样数据判断得出的信号类型，计算出功率查询值，并最终获得该载波对应的信道功率。
2、权利要求1所述的无线通信系统的功率检测方法，其特征在于，所述步骤4)判断得出信号类型具体指：统计出预定时间内采样值的峰值、均值信息，与设定的门限比较从而判断信号类型。
3、权利要求2所述的无线通信系统的功率检测方法，其特征在于，所述预定时间由数字系统的处理速度决定，通常为ms级。
4、权利要求1所述的无线通信系统的功率检测方法，其特征在于，所述步骤4)获得该载波对应的信道功率具体指：根据计算的功率查询值，从事先固化在存储器中的功率表中查询出该载波对应的信道功率。
5、权利要求4所述的无线通信系统的功率检测方法，其特征在于，所述固化在存储器中的功率表，是事先在CDMA2000 1x或者1xEV-DO激励条件下获得的。
6、权利要求4所述的无线通信系统的功率检测方法，其特征在于，所述计算功率查询值的方法具体指：对于CDMA2000 1x信号，采用直接求均值的方法；对于1xEV-DO信号，可采用先抛弃最值，然后保留大于门限的采样值，最后求均值的方法。
7、权利要求2或4所述的无线通信系统的功率检测方法，其特征在于，用相同的方法得到多载波中各载波的信道功率，通过叠加每个载波的信道功率得出多载波的总功率。
8、一种用于实现无线通信系统的功率检测方法的装置，包括：
a)载波分离电路，用于实现载波分离，具体包括：锁相环电路模块，用于提供本振信号；变频模块，用于接收射频信号，并做变频处理；以及中频处理模块，用于滤出所需检测的单载波信号，抑制带外信号；
b)均方根功率检波电路，用于输出有码分和时分特征的检波信号；
c)数字处理系统，包括：AD采样模块，用于采样检波电压；存储器，用于存储功率表；以及单片机系统，用于对采样数据进行处理、计算和查询、比较，以及控制所述锁相环输出频率。
9、权利要求8所述的装置，其特征在于，所述单片机系统包括一控制单元，用于控制AD采样模块在预定时间内采样检波电压。
10、权利要求8或9所述的装置，其特征在于，所述单片机系统包括一计算单元，用于根据采样数据判断得出的信号类型，计算功率查询值，并最终获得该载波对应的信道功率。
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